[發明專利]一種用于拖曳多線陣的水平控制裝置的電路模塊

有效

• 申請號: 201410019411.5
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103760604B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 王德亮;段瑞芳;康真威;黃德友;蔣國軍;阮福明;沈銳;肖仁彪;任宏偉
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司;中國船舶重工集團公司第七一○研究所
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 惠磊,曲鵬

技術領域

本發明涉及勘測領域，尤其涉及一種用于拖曳多線陣的水平控制裝置的電路模塊。

背景技術

海洋地震勘探通常是通過人工激發地震波，由拖曳在物探采集船后面的數條裝有檢波器的采集拖纜接收地層反射波。高效的物探采集船可以拖動12～16條間距在50～100米的采集拖纜進行作業。在采集拖纜前端使用單翼偏斜板來幫助保持拖纜間距，但是拖纜后面的情況無法控制，水流、海潮及其他作用都可能使拖纜橫向漂離原定位置，甚至會發生拖纜纏繞。基于聲學測距的海洋拖曳線陣自動橫向控制裝置可以有效控制拖纜間距，保障地震采集作業順利進行。

隨著海洋石油勘探技術逐漸向高精度、高分辨率層次的發展，勘探系統要求檢波器具有更加精確的定位能力。按照一定間距布置的地震檢波器，采集到地震波數據，其布陣間距的縮小以及采樣率的提高，可以得到更高精度和更高分辨率的地層成像圖，對地質數據解釋和油氣勘探具有重要意義。然而，如果檢波器位置不能精確定位，得到的地層數據無法連續成像，甚至可能得到的數據不可信。因此要進行高分辨率和高精度的地質剖面數據采集分析，不僅需要提高檢波器布陣密度和數據采樣率，還需要對拖曳線陣之間的間距進行嚴格控制。布陣密度提高的另一個方面是多條拖纜間距的縮小。如常規地震勘探系統的拖纜間距為100米左右，隨著布陣密度的提高，逐漸向50米甚至25米間距發展。拖纜間距的縮小帶來一個問題，在拖纜拖曳作業過程中相互纏繞的危險性增加了。拖纜之間間距越小，相互纏繞的可能性越大。為了得到更高精度的地層成像數據，必須繼續縮小拖纜間距，此時，拖纜必須增加水平移動控制能力，努力保持拖纜之間的間距。

全網高精度多線陣聲學定位系統通過在全網拖纜上掛接超聲測距聲學水鳥（也可稱為聲學鳥），測量多條拖纜之間的間距和拖纜中前后節點間距，利用網格定位算法估算整個拖纜系統相互之間的間距及每條拖纜的陣形變化，作為拖纜水平移動的依據。由高精度聲學定位系統結合水平控制裝置（也可稱為水平鳥、水平控制水鳥等）對電纜進行水平移動控制，由定深水鳥對拖纜實行拖纜深度控制，組成拖纜系統的二維運動控制，將成為深海油氣勘探地震數據高精度分析的基礎。

水平鳥的工作原理如圖1所示，水上設備（包括數據處理器DMU及電纜通信控制器LIU、拖纜水平控制主機、導航系統）從第一組的多個水平鳥接收數據，并；所述第一組中的每個水平鳥都與多個聲學鳥分別相連；多個聲學鳥中的每一個也與第二組的多個水平鳥分別相連。多纜船采集作業時，在各條拖纜上按照一定的間隔及順序掛載上聲學鳥及水平鳥，這些聲學鳥和水平鳥組成測距網格。水上設備（包括數據處理器DMU、及電纜通信控制器LIU、拖纜水平控制主機、導航系統）接收各條拖纜上的水平鳥及聲學鳥狀態及數據、向水平鳥下發控制命令。

多纜船在進行作業時，設定其中的一條纜為基準纜，則該纜上的水平鳥的角度在整個拖曳過程中不進行自我閉環調節控制，在拖纜水平控制主機控制軟件界面上設定電纜之間的目標距離和各種控制參數；

船上的拖纜水平控制主機向DMU發送配置、角度等指令信息，DMU將指令信息發送給LIU；LIU分析指令后，發送給相應的電纜上的水平鳥；水下電纜上的水平鳥和聲學鳥按照配置的內容進行工作，水平鳥通過聲學接收模塊接收聲學鳥的聲脈沖信號，進行水聲通信延時的計算，將測距時延信息通過LIU和DMU傳送回拖纜水平控制主機進行處理，其中測距時延信息傳送給導航系統，導航系統計算出每條電纜節點之間的實際距離信息，并將距離信息發送給拖纜水平控制主機，拖纜水平控制主機依據這些距離信息計算出維持電纜按照目標間距所需轉動的翼板攻角，通過DMU和LIU發送給水下電纜上的水平鳥，通過水平鳥的翼板攻角變化來調整電纜之間的距離，使電纜之間距離達到目標間距。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種適用于拖曳多線陣的水平控制裝置的電路模塊，其功耗低、工作可靠、集成度高，適合于海洋多線陣作業環境。

為了解決上述問題，本發明提供了一種用于拖曳多線陣的水平控制裝置的電路模塊，包括：

聲學接收處理單元，用于獲取聲學鳥的聲學數據，并根據所述聲學數據生成測距時延信息；

姿態測量單元，用于獲取所述水平控制裝置的姿態數據；

深度采集單元，用于獲取所述水平控制裝置的深度數據；

溫度采集單元，用于獲取所述水平控制裝置的溫度數據；

電池供電單元，用于提供電能；

電機驅動與控制單元，用于驅動與所述水平控制裝置的水平翼板相連的電機，并控制所述電機的啟動、剎車和正、反轉；